Ученые улучшили качество графена

Ученые из Технологического института Джорджии (США) сообщили первые подробности своей методики выращивания высококачественных слоев эпитаксиального графена на пластинах из карбида кремния. Методика основана на осуществлении контроля над давлением пара газообразного кремния в высокотемпературной печи для производства материала. Основной принцип выращивания тонких слоев графена на карбиде кремния требует нагревания материала примерно до 1500 градусов Цельсия в условиях вакуума. Высокая температура отделяет кремний, оставляя один или более слоев графена. Однако неконтролируемое выпаривание кремния создает материал низкого качества, бесполезный для разработчиков электронных устройств, которые в конечном итоге направляются в доступный обычному пользователю магазин ноутбуков или компьютерной техники.

По словам Уолта де Хира, ставшим первооткрывателем этой методики, для выращивания высококачественного графена на карбиде кремния непременным условием является контроль над выпариванием кремния при определенной температуре. Точно контролируя скорость отделения кремния от пластины, можно регулировать и скорость производства графена. Это позволяет создавать очень качественные слои эпитаксиального графена.

Де Хир и его группа начали с того, что поместили пластину из карбида кремния в графеновый контейнер. Небольшое отверстие в последнем позволило контролировать выход атомов кремния по мере нагревания пластины, удерживая скорость выпаривания и конденсации в равновесии. Выращивание эпитаксиального графена можно осуществлять в вакууме или в присутствии инертного газа, например, аргона. Таким образом можно создавать как отдельные, так и составные слои материала.

По мнению де Хира, однажды эту методику можно будет применять в масштабах промышленного производства. Ученые полагают, что она имеет большое значение, поскольку позволяет рационально выращивать графен на пластине из карбида кремния. По их словам, теперь они понимают весь процесс и надеются, что его можно будет адаптировать к производству электроники.